Polivinil klorür (PVC), genel amaçlı bir termoplastik plastiktir. Üreticiler, mükemmel mekanik özellikleri, iyi korozyon direnci, yaşlanma karşıtı özellikleri ve alev geciktiriciliği nedeniyle yapı malzemelerinde yaygın olarak kullanırlar. Sert PVC, az miktardaki plastikleştirici eklendiğinde, alev geciktiricilik ve duman bastırma açısından hala iyileştirmeye ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun nedeni PVC'nin yanma sırasında kolayca büyük miktarda zararlı asidik gaz üretebilen klor içermesidir. Çoğu alev geciktiricinin yüksek fiyatları ve karmaşık hazırlama süreçleri seri üretimi zorlaştırır, bu nedenle çok azı gerçek anlamda endüstriyelleşmeye ulaşır. Magnezyum hidroksit (MH) gibi inorganik alev geciktiriciler yalnızca güçlendirici bir rol oynamakla kalmaz, aynı zamanda iyi duman bastırma özellikleri de gösterir. Ayrışmasıyla üretilen su buharı ve magnezyum oksit, sırasıyla gaz fazında ve yoğunlaştırılmış fazda alev geciktirici ve duman bastırma rolü oynar.
GY-3000, HX-3000, GY-6000 magnezyum hidroksit tozu ve antimon trioksitten oluşan sinerjik bir alev geciktirici sistemin sert PVC malzemelerin mekanik ve alev geciktirici özellikleri üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla araştırmacılar aşağıdaki tabloda gösterilen formülü tasarladılar.
| Antimon Trioksit ve Çinko Oksit Sinerjik Alev Geciktirici Sisteminin Formülasyon Tablosu | |||||||||||
| Formülasyon Bileşenleri | Formülasyon Kodu | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| PVC | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Çinko Tozu (GY-616) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| Çinko Oksit GY-3000 | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – | – | – | – |
| Çinko Oksit HX-3000 | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – |
| Çinko Oksit GY-6000 | – | – | – | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 |
| Antimon Trioksit | – | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 |
| Çinko-Kalsiyum Kompozit Sabitleyici | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| Stearik asit | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| PE Mum | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| TPE | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| DOP | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Çinko Oksit GY-3000, HX-3000, GY-6000'in Temel Fiziksel Parametreleri | |||||
| Marka | D50 (mikron) | D97 (mikron) | Özgül Yüzey Alanı (m²/g) | Beyazlık (°) | Yağ Emilim Değeri (mL/100g) |
| GY-3000 | 3.538 | 11.16 | 12.566 | 92 | 34 |
| HX-3000 | 3.564 | 11.25 | 11.864 | 92 | 28 |
| GY-6000 | 1.37 | 3.596 | 20.877 | 95 | 36 |
Araştırmacılar malzemeleri formül tablosundaki oranlara göre karıştırır ve ekstruder namlusuna yerleştirir. Ekstruder daha sonra karışımı 180℃-195℃'de 5 mm inceliğindeki levhalara işler. Daha sonra araştırmacılar bunları oksijen indeksi (80mm×10mm×5mm), duman yoğunluğu (25mm×25mm×3mm), çekme dayanımı (150mm×10mm×5mm) ve darbe (80mm×10mm×5mm) numuneleri için karşılık gelen boyutlarda keser.
Araştırmacılar, lazer parçacık boyutu analizörü kullanarak tozun parçacık boyutunu ve dağılımını ölçerler. BET yüzey alanı ölçer kullanarak özgül yüzey alanını test ederler.
Beyazlık:GB/T 5950-2008 standardına uygun olarak test edilmiştir.
Yağ emilimi: DB/T 5211.15-2014 standardına uygun olarak test edilmiştir.
Deneysel test sonuçları aşağıdaki gibidir:
| Formül | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Çekme Dayanımı (Mpa) | 27.35 | 28.28 | 24.71 | 18.84 | 25.33 | 27.88 | 26.95 | 27.10 | 26.02 | 28.21 | 28.93 |
| Darbe Dayanımı (Mpa) | 3.27 | 4.55 | 4.00 | 3.20 | 2.81 | 3.99 | 3.90 | 4.13 | 3.18 | 4.18 | 5.43 |
| Oksijen İndeksi LOI (%) | 36.80 | 43.80 | 46.80 | 47.60 | 46.60 | 46.20 | 46.40 | 45.60 | 45.80 | 46.80 | 47.00 |
| Maksimum Duman Yoğunluğu (%) | 93.61 | 84.98 | 82.45 | 75.75 | 72.48 | 80.69 | 84.29 | 75.48 | 84.14 | 89.23 | 74.64 |
| Duman Yoğunluk Seviyesi | 68.25 | 64.75 | 63.52 | 61.97 | 55.31 | 62.78 | 65.48 | 61.92 | 67.24 | 64.41 | 61.74 |
Oksijen indeksi:GB/T 2406.2-2009 standardına uygun olarak test edilmiştir.
Duman yoğunluğu:GB/T 8627-2007 standardına uygun olarak test edilmiştir.
Mekanik özellikler: Plastik çekme özellikleri ve konsol kiriş darbe dayanımı testleri GB/T 1040.1-2006 standardı ve GB/T 1843-2008 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
Tabloda görüldüğü gibi, herhangi bir alev geciktirici olmadan çekme dayanımı 27,3 MPa'dır ve yalnızca Sb₂O₃ eklendiğinde PVC'nin çekme dayanımı hafifçe iyileşerek 28,3 MPa'ya çıkar. GY-3000'e MH eklenmesi, ürünün çekme dayanımında hafif bir azalmaya neden olur. HX-3000'in çekme dayanımı azalmaz ve formül No. 5'in (1 kısım Sb₂O₃'yi 4 kısım MH ile değiştiren) çekme dayanımı 27,8 MPa'dır. Bu, HX-3000'in PVC ile uyumluluğunun yüzey işleminden sonra iyileştiğini ve böylece mekanik özelliklerinin arttığını gösterir.
MH kompozit malzemeye 4 parça GY-6000 eklendiğinde çekme dayanımı azalır, ancak eklenen MH miktarı arttıkça çekme dayanımı kademeli olarak artarak maksimum 28,9 MPa'ya ulaşır. Bu, diğer formüllerden önemli ölçüde daha yüksektir ve MH'nin daha küçük parçacık boyutunun PVC ile temas alanını artırdığını ve bu da çekme performansının arttığını göstermektedir.
Tabloda görüldüğü gibi, herhangi bir alev geciktirici olmaksızın darbe dayanımı 3,27 MPa iken, yalnızca Sb₂O₃ eklenmiş PVC'nin darbe dayanımı önemli ölçüde 4,55 MPa'ya çıkmaktadır. MH kompozit malzemeye 4 kısım GY-3000 eklenmesi darbe dayanımını büyük ölçüde 4 MPa'ya çıkarmaktadır. Ancak içerik artmaya devam ettikçe kompozit malzemenin darbe dayanımı azalmaktadır. Aktif HX-3000'in darbe dayanımı önemli ölçüde artarak 4,13 MPa'ya ulaşmaktadır ve bu da yüzey işleminin mekanik özellikleri etkili bir şekilde iyileştirdiğini göstermektedir. GY-6000 MH kompozit malzemenin darbe dayanımı en büyük artışı göstermektedir. Daha fazla MH eklendiğinde, darbe dayanımı hızla artarak diğer formüllerden önemli ölçüde daha yüksek olan 5,42 MPa'lık maksimum değere ulaşmaktadır. Bu, daha ince parçacık boyutunun gelişmiş bir mikro küre sertleştirme etkisine yol açtığını ve darbe tokluğunu büyük ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir.
Tablodaki oksijen indeksi verileri, magnezyum hidroksit eklemenin PVC kompozit malzemenin oksijen indeksini önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir. 8 parça GY-3000 eklemek oksijen indeksini maksimum 47.6%'ye çıkarır. HX-3000'in oksijen indeksi biraz daha düşüktü. Bu, dış yüzeydeki yüzey aktif maddenin etkisinden kaynaklanıyor olabilir, ancak yine de alev geciktirici içermeyen PVC'den daha yüksektir. Daha fazla GY-6000 eklendiğinde oksijen indeksi artar ve maksimum 47%'ye ulaşır.
Duman bastırma verileri, alev geciktiricilerin eklenmesinin PVC kompozit malzemenin duman yoğunluğu seviyesini önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Sadece Sb₂O₃ kullanılması maksimum duman yoğunluğunu 85%'ye düşürürken, GY-3000 en iyi duman bastırma etkisini sağlar. GY-3000 miktarı arttıkça, duman bastırma etkisi iyileşmeye devam ederek minimum duman yoğunluğunu 72.5%'ye düşürmektedir. HX-3000 ve GY-6000'in duman bastırma etkileri, minimum maksimum duman yoğunluğu değerleri sırasıyla 75.48% ve 74.64% olmak üzere GY-3000'inkinden biraz daha düşüktür.
Çözüm
Farklı tip ve bileşenlere sahip magnezyum hidroksit kompozit malzemelerin alev geciktirici, duman bastırıcı ve mekanik özellikleri incelenerek şu sonuçlara varılmıştır:
PVC kompozit malzemelerin oksijen indeksi magnezyum hidroksit eklendiğinde önemli ölçüde iyileşir. 8 parça GY-3000 eklendiğinde oksijen indeksi maksimum 47.6%'ye ulaşır. Ne kadar çok GY-6000 eklenirse oksijen indeksi o kadar artar ve maksimum oksijen indeksi 47%'ye ulaşır.
GY-3000 en iyi duman bastırma etkisine sahiptir. Eklenen GY-3000 miktarı arttıkça, duman bastırma etkisi iyileşmeye devam eder ve minimum duman yoğunluğu 72.5%'ye düşer. HX-3000 ve GY-6000'in duman bastırma etkileri, sırasıyla 75.5% ve 74.6%'lik minimum maksimum duman yoğunluklarıyla GY-3000'den biraz daha düşüktür.
12 kısım GY-6000 MH katkılı kompozit malzemenin çekme dayanımı 28,9 MPa, darbe dayanımı ise 5,4 MPa olarak en yüksek değerlere ulaşmıştır.
Bize Ulaşın Bugün ücretsiz danışmanlık ve özelleştirilmiş çözümler için! Uzman ekibimiz, toz işlemelerinizin değerini en üst düzeye çıkarmak için yüksek kaliteli ürünler ve hizmetler sunmaya kendini adamıştır.
Epik Toz—Güvenilir Toz İşleme Uzmanınız!